怎樣進行元素化合物知識的教學

怎樣進行元素化合物知識的教學

元素化合物知識是化學教學內(nèi)容的重要組成部分，在現(xiàn)行教材中元素化合物知識在數(shù)量上占整個教材的五分之三；在教學大綱中明確提出重視元素化合物知識的教學。

元素化合物知識是中學化學知識構(gòu)成的基礎(chǔ)。中學化學知識的構(gòu)成包括六大部分。其中化學基本概念，基本理論是以元素化合物知識為基礎(chǔ)導出的，如果學生不掌握物質(zhì)的性質(zhì)及其變化，化學基本理論將成為無本之木。通過元素化合物的教學加深對理論的理解，使理論知識得到鞏固和應用，起到相輔相成，共同提高的作用；化學實驗是對元素化合物知識的生動再現(xiàn)，認識和探討物質(zhì)新屬性、探討新理論的基本方法；化學計算是對元素化合物知識的定量研究；化學用語則是對元素化合物知識記錄和描述。

為解決科學知識量的激增和日益增長的社會要求的需要，把培養(yǎng)能力列為教學內(nèi)容，是理科教育現(xiàn)代化的標志?；瘜W教育里能力培養(yǎng)，就是遵循和運用有關(guān)的教學原則和方法，通過自然科學方法的基本步驟學習化學基礎(chǔ)知識，元素化合物知識是學習化學基礎(chǔ)知識的起點，而經(jīng)過科學的抽象、概括，得出結(jié)論后，又要將結(jié)論運用于實踐重新用到元素化合物知識上。在元素化合物知識的教學過程中，同時培養(yǎng)學生對化學實驗現(xiàn)象的觀察能力；透過現(xiàn)象分析事物變化實質(zhì)，從感性到理性的認知過程中培養(yǎng)學生的思維能力，自學能力；在驗證理性認識是否正確、完整的過程中培養(yǎng)學生的實際操作能力和創(chuàng)造能力，同時通過物質(zhì)及它們的變化和變化條件的學習，培養(yǎng)學生的辯證唯物主義觀點。

一、元素化合物知識的內(nèi)容和分類

在現(xiàn)行的中學化學教材里，總共介紹了具有代表性的元素20多種及重要的化合物80多種。這些元素化合物知識基本上是按元素周期表系統(tǒng)安排的，從主族到副族、從縱向元素族到橫向周期律，從無機化合物到有機化合物。并且把元素化合物知識和基本理論知識穿插編排。其中重點學習13種元素：5種金屬元素，分別是鈉、鎂、鋁、鐵、銅。8種非金屬元素，分別是氯、氧、硫、氮、磷、碳、硅、氫。

元素化合物知識內(nèi)容

1．金屬元素知識的系統(tǒng)

單質(zhì)→氧化物→氧化物對應水化物→金屬相對應的鹽。

2．非金屬元素知識系統(tǒng)

對應鹽←氫化物←單質(zhì)→氧化物→氧化物對應的水化物→非金屬相應的含氧酸鹽

3．元素化合物知識的內(nèi)容要點

以基礎(chǔ)理論為指導，學習元素及其化合物的性質(zhì)、存在、用途，制取和檢驗是元素化合物知識的內(nèi)容。物質(zhì)的性質(zhì)反映著物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、決定著物質(zhì)的用途、制取、存在和保存等，因此元素化合物知識中每一種物質(zhì)以化學性質(zhì)為核心進行教學。

元素化合物知識分類

一般以元素化合物知識位于教材物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律知識的前后位置不同，以及在學習過程中邏輯思維方法的不同，把元素化合物知識分為“理論前”元素化合物知識和“理論后”元素化合物知識兩大類別。

“理論前”元素化合物：位于物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律之前的元素化合物知識

初中化學較系統(tǒng)地介紹了氫、氧、碳等非金屬元素以及氧化物，堿、酸、鹽各類化合物的通性。高中化學則進一步介紹鹵素、氧族：堿金屬，逐步形成元素族的概念。為系統(tǒng)地學習物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律提供了感性認識的基礎(chǔ)。“理論前”元素化合物知識在學習過程中思維方法是由個別到一般、由具體到抽象的歸納法。例如由個別酸的性質(zhì)，經(jīng)過去異求同歸納出酸的通性；由個別堿的性質(zhì)，歸納出堿的通性。由鹵素中典型的個別元素如氯及化合物的性質(zhì)，歸納出鹵族元素及化合物的某些共性，同樣以硫及其化合物的性質(zhì)去認識氧族元素的共性。這一學習過程培養(yǎng)學生用歸納法進行邏輯思維的能力。

“理論后”元素化合物：即位于物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律之后的元素化合物知識。

這類教材主要包括高中化學里氮和磷、硅、鎂、鋁、鐵和有機物。在教學過程中要運用所學的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律理論知識，從原子結(jié)構(gòu)揭示不同元素原子結(jié)構(gòu)的差異及聯(lián)系，確定元素在元素周期表中的位置，進一步概括出元素的金屬性或非金屬性及其主要化合物的性質(zhì)。在學習過程中體現(xiàn)用理論指導元素化合物知識的學習，同時元素化合物知識的學習又使理論得到鞏固和深化，使“結(jié)構(gòu)”、“位置”“性質(zhì)”三者的關(guān)系得到統(tǒng)一?！袄碚摵蟆痹鼗衔镏R的認識過程中主要采用由一般到個別的認識規(guī)律；由抽象到具體的演繹法。例如學習氮族元素從原子結(jié)構(gòu)，周期表中位置可推測氮族元素的非金屬性較弱；再具體到氮氣從化學性質(zhì)來看明顯比氧氣的氧化性弱，這一現(xiàn)象學生由物質(zhì)結(jié)構(gòu)“N≡N”叁鍵得到進一步解釋。在教學過程中由抽象到具體用演繹推理的方法獲得新知識，有助于學生智力的發(fā)展，同時培養(yǎng)演繹推理能力。

二、元素化合物知識教學要求

元素化合物知識是描述性的化學知識，內(nèi)容龐雜、材料瑣碎、涉及的化學現(xiàn)象和各種化學反應較多，再加上不容易記憶，使學生在學習中感到知識雜亂，而思維潛力沒有得到發(fā)揮，在綜合運用知識解決實際問題時又感到束手無策。有的學生則把精力用在機械記憶上、死背硬記化學反應。因此搞好元素化合物知識的教學，必須充分認識元素化合物教學的特點和要求。

1．運用基礎(chǔ)理論，使元素化合物知識系統(tǒng)化

在中學化學教材中雖然注意了元素化合物知識與理論知識的互相穿插，但是教師在教學過程中首先要明確基礎(chǔ)理論與元素化合物知識之間相輔相成的辯證關(guān)系。在教學過程中應體現(xiàn)以基礎(chǔ)理論為指導，以元素化合物知識為主體的教學思想。要重視對元素化合物知識的宏觀現(xiàn)象和理論知識中的微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)合，突出元素化合物自身知識體系，用基礎(chǔ)理論揭示元素及化合物性質(zhì)變化的內(nèi)在規(guī)律。并且在基礎(chǔ)理論的指導下，使元素化合物知識系統(tǒng)化和深刻化，使學生形成鞏固的系統(tǒng)知識。必將使學生對基本理論的理解得到鞏固和加深。

在教學中要抓住物質(zhì)的結(jié)構(gòu)這條主線，突出物質(zhì)的化學性質(zhì)這一重點，通過理解、推導讓學生自覺地去掌握元素及化合物知識，克服死記硬背的學習方法。例如，過渡元素鐵常有可變化合價，在化學反應中鐵何時呈+2價；何時呈+3價這就應結(jié)合鐵的原子結(jié)構(gòu)去認識。化學反應中鐵可以失去最外層的2個電子而呈+2價，也有可能再失去次外層的1個電子而呈+3價。鐵的自身性質(zhì)是由結(jié)構(gòu)決定的，而化學反應中鐵呈幾價又必須依據(jù)氧化劑性質(zhì)的強弱而定。鐵遇強氧化劑……）呈+3價，而鐵遇弱氧化劑，HCl等）呈+2價。Fe2+遇強氧化劑變?yōu)镕e3+；而Fe3+遇還原劑變?yōu)镕e2+。鐵及鐵的化合物知識可系統(tǒng)化為

氫氧化鋁是兩性氫氧化物，它的性質(zhì)和制取是教學中的重點也是難點。如果我們從氫氧化鋁是弱電解質(zhì)，有酸式電離和堿式電離以及加酸或加堿引起電離平衡的移動來講解，學生就能較順利地掌握由鋁鹽制取氫氧化鋁只能選用可溶于水的弱堿氨水。若在鋁鹽中加入強堿溶液，例如Al23和NaOH溶液反應必有下列反應

Al3++3OH-＝Al3↓

它表示適量的堿使溶液中Al3+沉淀，而過量的強堿又可使產(chǎn)生的沉淀完全溶解。并且還揭示了OH-與Al3+在發(fā)生不同化學反應時它們物質(zhì)的量之比。同理用偏鋁酸鹽溶液制氫氧化鋁只應在溶液中通入二氧化碳氣體。若改用鹽酸等強酸，必然有下列反應

因此不論是物質(zhì)結(jié)構(gòu)，元素周期律，電解質(zhì)理論，化學平衡理論都可以指導元素化合物知識的學習；使學生獲得的元素化合物知識系統(tǒng)化和深入化。

2．全面正確掌握元素化合物的知識體系和自身的內(nèi)在聯(lián)系

元素化合物知識具有豐富的內(nèi)容；也顯得多而雜。因此全面正確掌握元素化合物的知識體系和自身的內(nèi)在聯(lián)系是十分必要的。正像美國教育心理學家布魯納提出“教學論必須探明顯示教材的最優(yōu)程序的問題，也就是探明教學過程的問題”。布魯納向我們提示：知識的教學一要遵循知識的邏輯規(guī)律，二要遵循學生的認知規(guī)律

確定元素化合物知識體系

元素化合物知識教學對每種物質(zhì)一般都依照金屬或非金屬元素知識體系中，單質(zhì)→氫化物及氫化物對應的鹽→氧化物→氧化物對應的水化物→含氧酸鹽的順序進行學習和研究的。在教學中它們就是元素化合物知識的體系。使學生掌握這一知識主線也就把握學習和研究元素族的知識系統(tǒng)和方向；改變學生只能被動獲得知識的地位。知識體系揭示了所有元素族具有的相似性，有利于學生進行知識的遷移，也有利于元素化合物知識點的確定。

知識點教學既要全面，又要抓好內(nèi)在聯(lián)系確定重點

我們必須明確物質(zhì)的性質(zhì)反映著物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的制法、用途、保存和檢驗這一元素化合物知識的自身體系。因此物質(zhì)的性質(zhì)是貫穿在各知識點教學中的核心，在教學中以結(jié)構(gòu)理論帶性質(zhì)，抓性質(zhì)帶制法，用途，保存和檢驗。

在元素化合物化學性質(zhì)的教學中；要抓好①非氧化還原反應中，所表現(xiàn)的物質(zhì)的酸性或堿性。②氧化還原反應中，所表現(xiàn)的物質(zhì)的金屬性、非金屬性、氧化性、還原性。③其他反應的典型屬性。使每個知識點教學內(nèi)容全面。

例如二氧化硫的化學性質(zhì)：①酸性氧化物可以和水、堿、堿性氧化物反應②具有還原性可以和氧化劑如氧氣、鹵素單質(zhì)；強氧化性酸，高錳酸鉀等反應③具有較弱的氧化性與強還原劑硫化氫反應④使品紅溶液褪色有漂白性。以圖示表示該知識點

又如在氨的化學性質(zhì)中①非氧化還原反應

酸的通性②強氧化性③不穩(wěn)定性④與有機物發(fā)生酯化反應或硝化反應。

圖示法簡捷明了地表示了物質(zhì)的化學性質(zhì)及需要掌握的重點知識，便于學生的理解和記憶。

每章教學的最后用知識網(wǎng)概括同種元素不同價態(tài)的物質(zhì)間的相互關(guān)系，既有知識點又有知識面從點面結(jié)合上深入元素化合物知識的學習。

例如，硫及其化合物知識網(wǎng)

鋁及其化合物知識網(wǎng)

知識網(wǎng)將各知識點連接成一個整體，它以簡明的圖示揭示知識整體的關(guān)系，又表示各物質(zhì)的性質(zhì)和制取。知識網(wǎng)容易被學生接受，利于激發(fā)興趣，誘導求知，元素化合物知識體系、知識點、知識網(wǎng)的探求是對教材最優(yōu)結(jié)構(gòu)化的探討。

3．重視實驗和其它直觀教學手段的運用

大量的物質(zhì)性質(zhì)和制備方法的學習，可以通過化學實驗或其它直觀手段來完成。在實驗中學生獲得鮮明、深刻的感性認識，再通過分析、抽象、概括、推理、論證等邏輯思維方法認識物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

化學實驗在化學教學中的作用是多重的。它不僅是學生學習化學知識、掌握實驗技能、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的基本途徑，而且是培養(yǎng)學生科學態(tài)度，良好情感意志品質(zhì)等的最重要的手段，還是使學生形成科學世界觀、養(yǎng)成科學方法的最佳途徑。因此做好演示實驗及學生實驗以及改進一些實驗是十分必要的。具體方法

讓學生操作一些比較簡單的演示實驗。它有利于把全體學生的注意力吸引到化學實驗上，既有利于觀察實驗現(xiàn)象，又有利于培養(yǎng)學生掌握正確的實驗技能。

把某些演示實驗改為“并進實驗”。它不僅使學生得到動手實驗的機會，而且培養(yǎng)學生邊觀察邊思考的好習慣，同時有利于理解和記憶。

增加一些簡便、有啟迪性的實驗，以利深入理解物質(zhì)的性質(zhì)。

例如，為加深對高中化學第一冊化學反應：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4的理解。并認識SO2、Na2SO3的還原性及鹵素單質(zhì)的氧化性進行實驗。

①把SO2通入溴水或碘水中，兩溶液褪色。

②把SO2通入藍色的I2淀粉溶液中，藍色褪去。

③碘水中滴加Na2SO3溶液，碘水褪色。

④Na2SO3溶液滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液無沉淀。Na2SO3溶液，滴加溴水或碘水再滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液卻有白色沉淀。

對于不能直接觀察到實驗現(xiàn)象的教學內(nèi)容，要充分利用模型、掛圖、標本等直觀教具及錄像等輔助教學。

4．培養(yǎng)和提高學生的能力

元素化合物知識的教學過程是教師引導學生掌握物質(zhì)知識，把知識轉(zhuǎn)化為能力的過程?，F(xiàn)代教學觀以發(fā)展學生能力為教學目標之一，通過知識的教學發(fā)展學生的能力。

通過閱讀教材提高學生的閱讀能力和自學能力。在教師的指導下訓練學生的閱讀能力時，要注意閱讀的速度，還要指導學生在閱讀中做標記、劃重點、寫小結(jié)以提高自學能力。

觀察能力和思維能力的培養(yǎng)。在觀察化學實驗時應注意培養(yǎng)觀察的目的性、整體性、精確性。從生動的直觀到抽象思維，再從抽象的思維到實踐是認識真理獲得知識的途徑，思維能力是發(fā)展智力的突破點。

例如，在NaCl，NaBr、NaI的晶體中分別加入濃硫酸，依次觀察到白霧，白霧和紅棕色氣體，幾乎沒有白霧只有些黑色固體。分析反應的共性，均為由高沸點酸制備低沸點酸。低沸點的氫鹵酸中鹵素的陰離子還原性按Cl-，Br-，I-依次增強，濃硫酸作為強氧化劑基本將I-全部氧化為I2；使部分Br-氧化為Br2；不能將Cl-氧化為Cl2。

又如將等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別放入等量的鹽酸中，觀察到產(chǎn)生的氣體后者速度快，且數(shù)量多。因此NaHCO3反應速度快。NaHCO3產(chǎn)生的氣體多，則從定量計算結(jié)果說明。在學生掌握一定量的化學知識基礎(chǔ)上，通過解決化學問題就可以培養(yǎng)學生的思維能力。

注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力

①知識遷移。元素化合物知識的教學中多采用以點帶面，舉一反三的途徑進行教學。例如鹵素中以氯為典型，用知識遷移方法學習氟，溴、碘的知識。在知識遷移時要注意它們和典型元素的相似性及遞變性。

②設(shè)計實驗的能力。在學生掌握化學知識和實驗技能的基礎(chǔ)上給出一些實驗習題，培養(yǎng)學生設(shè)計實驗的能力。